S355, Q355 и ASTM A572 Gr 50: одинаковые 355 МПа, три разных свода правил

S355, Q355 и ASTM A572 Gr 50: одинаковые 355 МПа, три разных свода правил

Поступил запрос предложений со списком «S355JR или эквивалент, круглый стержень с пределом текучести 355 МПа». Слово «эквивалент» в этом предложении выполняет большую тихую работу. На этот вопрос могут законно ответить три различные системы спецификаций: EN 10025-2 в Европе, GB/T 1591 в Китае и ASTM A572 в США. Все три производят конструкционную сталь с минимальным пределом текучести примерно 355 МПа в тонких сечениях. Сможет ли один заменить другой, почти полностью зависит от деталей, которые не упоминаются в запросе предложений — температуры испытаний на удар, углеродного эквивалента и того, какую систему сертификации принимает конечный потребитель.

В этой статье три системы сопоставлены друг с другом, показано, где они действительно пересекаются, а где «эквивалент» незаметно перестает быть правдой, и заканчивается практическими вопросами, которые мы задаем, прежде чем заменять одну оценку на другую на круглой шкале. Номера указаны из EN 10025-2, GB/T 1591-2018, ASTM A572/A572M, ASTM A36/A36M и JIS G3101; если значение зависит от толщины или формы продукта, это указывается в таблице, а не скрывается.

60-секундный ответ

S355 и Q355 достаточно близки, чтобы их можно было обсуждать на одном дыхании: оба указывают минимальный предел текучести 355 МПа для сечений до 16 мм, оба имеют предел прочности на растяжение 470–630 МПа, и оба используют буквенные суффиксы для обозначения температуры испытания по Шарпи. Различия указаны мелким шрифтом: GB/T 1591-2018 требует 34 Дж, тогда как EN 10025-2 требует 27 Дж, а разрешенный химический состав не соответствует построчно. ASTM A572 Grade 50 является странным: его предел прочности в 345 МПа почти такой же, но базовая спецификация вообще не требует испытаний на удар, поэтому называть A572 Gr 50 «эквивалентом S355JR» справедливо только для статически нагруженных, плюсовых условий эксплуатации, когда никто не запрашивал данные о прочности.

Четыре спецификации, одна таблица свойств

Цифры ниже представляют собой значения базовой спецификации для небольших сечений — 16 мм и менее для текучести, где каждая система указывает свою прочность. Перейдите к более толстым секциям, и минимальная урожайность уменьшится; EN 10025-2, например, снижает S355 до 335 МПа в диапазоне 16–40 мм и ниже. Растяжимые полосы также расширяются с толщиной. Всегда читайте строку, соответствующую фактическому диаметру стержня, а не цифру в заголовке.

Из этого стола выпрыгивают три вещи. Во-первых, S355 и Q355 имеют одинаковый диапазон предела текучести/растяжения в тонких срезах — механическое перекрытие реально. Во-вторых, A572 Gr 50 уступает 10 МПа прочности по сравнению с S355 и покупает вместо ленты однозначный минимум прочности на растяжение. В-третьих, A36 вообще относится к другому разговору: при давлении 250 МПа он находится на целый класс ниже, и сравнение его с S355 происходит только потому, что оба слишком часто цитируются в одном и том же запросе цен. Японский SS400 завершает картину как самый слабый представитель группы на бумаге, хотя его популярность в азиатских цепочках поставок больше связана с доступностью и ценой, чем с прочностью.

Буквенный суффикс — это температура

Суффиксы не являются украшением. Каждый из JR, J0, J2 и K2 согласно EN 10025-2 обеспечивает на мельнице продольный V-образный надрез по Шарпи — 27 Дж для JR/J0/J2, 40 Дж для K2 — при указанной температуре. GB/T 1591 использует тот же трюк с буквами от B до E и увеличивает энергию до 34 Дж. Выровняйте их, и отображение будет почти один к одному, с одной асимметрией, которую стоит запомнить:

Асимметрия – это ряд минус 40 °C. GB/T 1591 требует для Q355E 34 Дж при температуре -40 ° C; Ближайшая буква стандарта EN 10025-2 — K2, которая требует больше энергии (40 Дж), но при более мягкой температуре (-20 °C). Ни то, ни другое не является переводом другого, и проектировщик, работающий в условиях площадки при температуре -40 °C, должен запросить сертификаты испытаний при этой температуре, а не предполагать, что какой-либо суффикс охватывает ее. Со стороны ASTM нечего сопоставлять: A572 и A36 не налагают требований Шарпи в базовой спецификации. Данные о прочности для задания ASTM поступают только через дополнительные требования или положения, добавленные заказчиком, и именно поэтому «A572 = S355» разваливается в тот момент, когда объект перемещается на улицу в холодном климате.

Химия: где характеристики действительно различаются

Предел текучести легко подобрать; химия — это то место, где правила расходятся. В таблице приведены максимумы термоанализа для марок, наиболее часто заказываемых перекрестно. Углерод влияет на свариваемость и прокаливаемость, фосфор и сера — на чистоту, и каждое решение о замене начинается с этой таблицы.

Читая эту таблицу как покупатель: S355JR переносит больше углерода, чем три других, и именно поэтому его энергия Шарпи ниже, а его углеродный эквивалент выше. Для S355J2 и Q355B общий потолок содержания углерода составляет 0,20 %, а для класса GB пределы содержания фосфора и серы ужесточаются по мере приближения суффикса к E. A572 Gr 50 имеет самые слабые пределы P и S в группе — 0,04 % и 0,05 % — что является одной из тех деталей, которые никогда не имеют значения до тех пор, пока квалификация процедуры сварки или проверка обслуживания в кислых условиях внезапно не приобретут значение. Для A36 потолок углерода варьируется в зависимости от толщины и формы изделия, поэтому стоит напрямую проверить ASTM A36/A36M, а не цитировать одну цифру по памяти.

Углеродный эквивалент: число, определяющее свариваемость

Производители меньше заботятся о пределе текучести, а больше об углеродном эквиваленте, поскольку CEV предсказывает прокаливаемость зоны термического влияния. В стандарте EN 10025-2 используется формула IIW: CEV = C + Mn/6 + (Cr + Mo + V)/5 + (Ni + Cu)/15, и в приложении установлены максимальные значения CEV для каждой марки и класса толщины. Практический результат: две плавки, обе «внутри спецификации» для S355JR, могут отличаться по CEV на 0,05 или более, а та, что находится в верхней части диапазона, трескается во время полевой сварки холодным утром.

И здесь замена оказывается труднее всего. Покупатель, который заказывает Q355B по чертежу S355JR, получает сталь, диапазон свариваемости которой аналогичен, но не идентичен — CEV на заводе контролировался в соответствии с GB/T 1591, а не с таблицей приложения EN, с которой мог работать инженер-сварщик. Исправление ничего не стоит во время заказа: попросите завод указать CEV в сертификате 3.1. Если процедура сварки была сертифицирована по определенному диапазону CEV, заказ без этой строки в сертификате приведет к неожиданностям повторной квалификации шесть недель спустя.

Эквиваленты Точка в направлении; Это не свопы

Таблица перекрестных ссылок ниже представляет собой честную версию — ту, которую мы бы предложили клиенту, с прилагаемыми оговорками. Старые обозначения DIN 17100 до сих пор встречаются на устаревших чертежах, поэтому здесь вообще упоминается St52-3.

Наше рабочее правило для круглого прутка: замена испытательной температуры на более высокую (отправка J2 по запросу JR) почти всегда безопасна, а иногда и дешевле, чем ожидал клиент. Замена на меньшую сторону — JR против приказа J2, A572 против всего, что связано с оговоркой Шарпи, — не позволяет проверкам на жизнь. И направление сертификата имеет такое же значение, как и класс: производителю с маркировкой CE необходима документация EN 10204 3.1 в системе EN, и никакое количество эквивалентных химических веществ не фиксирует формат сертификата, который аудитор не подпишет.

Примечания для покупателей круглых слитков

Большая часть риска в этом семействе сортов скрывается в строке заказа, а не в самом сорте. Три привычки покрывают большую часть этого. Во-первых, каждый раз пишите суффикс: «S355JR или эквивалент» предполагает самую дешевую интерпретацию, а «S355J2, EN 10025-2, ударная нагрузка 27 Дж при -20 °C, указанная в разделе 3.1» закрывает лазейку. Во-вторых, перед заказом определите состояние поставки — прокатанное (+AR) или нормализованное (+N), поскольку оба являются законными состояниями поставки согласно EN 10025-2 и ведут себя по-разному при последующей сварке. В-третьих, если прутки подвергаются механической обработке, состояние поверхности и класс допуска определяют припуск на резку, а не прочность; Мы рассмотрели решение горячекатаного/холоднотянутого/лущенного/шлифованного и систему допусков h9–h11 в отдельной статье о состоянии прутка и классах допусков..

При испытаниях: объемная прочность для этих марок обычно демонстрируется в соответствии с EN 10160 (прямолинейный UT, класс по договоренности) или ASTM A388, если заказчик работает в системе ASTM. Кованые круги и блюмы соответствуют стандарту EN 10060. Ни то, ни другое не является автоматическим — это позиции на заказ, и самый дешевый пруток в предложении обычно не включает их.

Часто задаваемые вопросы

Можно ли использовать Q355B вместо S355JR?

Механически они являются близнецами в тонких срезах — тот же предел текучести 355 МПа, тот же диапазон растяжения 470–630 МПа — а 34 Дж Q355B при +20 °C фактически превышают 27 Дж, которые EN требует от JR. Пробелы указаны в формате сертификата и в приложении CEV, на которое инженер-сварщик может ссылаться. Для проектов без обязательств CE замена является обычной; для работы по стандарту EN 1090 получите подпись проектировщика и запросите CEV в сертификате.

Эквивалентен ли A572 класса 50 S355JR?

Близкий по прочности (предел текучести 345 против 355 МПа), за исключением ударной вязкости: A572 не требует испытаний по Шарпи в своей базовой спецификации и имеет более мягкие ограничения по фосфору и сере. Он заменяет штраф статически нагруженным, выше точки замерзания, где энергия удара не указана. Обратный вариант — использование S355 для удовлетворения запроса A572 — обычно работает, но ожидайте, что в сертификате будут перечислены свойства, которые задание ASTM никогда не запрашивало.

Какой класс мне следует заказать для работы при температуре минус 20 °C?

S355J2 или Q355D — оба сертифицированы по Шарпи при температуре −20 °C. Если код конструкции европейский, закажите J2 и возьмите цифру 27 Дж; если китайский, закажите Q355D и получите 34 Дж. Не принимайте «K2» как автоматически покрывающий -40 ° C: K2 тестируется при -20 ° C с более высокой энергией, а Q355E тестируется при -40 ° C. Попросите, чтобы в сертификате 3.1 были указаны температура и энергия испытания, а не только суффикс на этикетке.

Что мы поставляем

Мы храним и производим это семейство в виде круглых стержней с обозначениями EN и GB, с сертификатами 3.1, подтверждающими термический анализ, механические результаты и данные по ударным нагрузкам в соответствии с заказом. Типичная поставка: горячекатаный круглый прокат S355JR/Q355B для общего конструкционного применения, круги S355J2/ST52-3N для эксплуатации при низких температурах и кованые круги A36/S235JR/Q235B для более легкого класса. Для котировок укажите суффикс, систему сертификатов и рабочую температуру — эти три строки определяют маршрут завода еще до того, как это сделает цена. Запросы: enquiry@qilumetal.com.